高鐵鐵軌不如“漢陽造”?！為什么不用不銹鋼軌？
分類：常見問題 發(fā)布時間：2022-04-14 瀏覽量：878
前段時間網(wǎng)上流傳清朝末期漢陽鐵廠造的鐵軌，一百多年了仍然可以使用，軌身看著都不怎么銹。
一時間網(wǎng)友們對我國現(xiàn)代的鋼軌有了很大質(zhì)疑，為什么我們坐高鐵、火車看到的鐵路都那么銹跡斑斑，新鐵路都這樣，那時間長了不就銹壞了嗎？難道現(xiàn)在的鐵軌還不如清朝末期的“漢陽造”?同時，也有人說為什么不用不銹鋼？不銹鋼是不是更安全？對于這些問題，多方求證，查閱多個資料后。
一、“漢陽造”為什么那么抗銹？
對于“漢陽造”的鐵軌，我們多方查找也沒找到其化學(xué)成分、力學(xué)性能的資料，而現(xiàn)存的漢陽造鐵軌被發(fā)現(xiàn)了也會當(dāng)做文物加以保護(hù)，不會讓我們隨便取樣做實驗用，也沒必要。那么“漢陽造”的鐵軌為什么看起來抗銹呢？從鋼鐵工業(yè)歷史推測，二十世紀(jì)初的鋼鐵由于冶煉水平的限制，要想獲得符合要求的鐵軌，就需要添加很多的微合金，而這些微合金本身就能提高鋼鐵的耐大氣腐蝕性，也就是有一定防銹作用。當(dāng)然這只是結(jié)合歷史做的推測，并沒有得到實驗數(shù)據(jù)支持。但那個年代的鋼與現(xiàn)代相比差太多，基本不需要論證，否則現(xiàn)在比泰坦尼克號還要大的船那么多，得沉多少艘？
二、現(xiàn)代高鐵鋼軌的要求
漢陽造鐵軌雖然外觀看沒有黃色的銹跡，但是性能方面等其他方面就與現(xiàn)代鋼軌差甚遠(yuǎn)。
第一，我們高鐵鋼軌強(qiáng)度都是88OMpa以上，延伸率大于10%，軌頭頂面硬度達(dá)到HBW260-300，另外，夾雜物、氣孔、微觀組織等都有很高的要求（具體參看 TB / T 3276《高速鐵路用鋼軌》標(biāo)準(zhǔn)要求），而當(dāng)年的鐵軌，由于冶煉水平較低，強(qiáng)度估計也就400Mpa左右，其他的性能更不用說。ICs 45.080S11
TB中華人民共和國鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB / T 3276-2011高速鐵路用鋼軌
第二，高鐵及一般的高速鐵路都是無縫鋼軌。據(jù)橋梁專家介紹，時速超過140公里的軌道就必須是無縫軌道，高鐵軌道幾十甚至上百公里都不會有縫，我國從1997年開始的6次鐵路大提速就得力于無縫技術(shù)。雖然鋼軌出廠前基本都是100米長交貨，但進(jìn)入鐵路焊接車間后就會焊接成500米長的鋼軌，到鐵路上還要再繼續(xù)焊接，以達(dá)到真正的高鐵軌道長距離無縫要求。如果漢陽造加了很多合金，對焊接質(zhì)量就會有影響，或者焊接技術(shù)、設(shè)備就有很高的要求，建設(shè)成本就會增加很多?，F(xiàn)代的高鐵軌道都是用含碳量0.7％左右的U71MnG、U75VG等高碳低合金鋼軌，部分腐蝕性較強(qiáng)的區(qū)域用U68CuCr等高碳低合金鋼軌。碳元素是提鋼強(qiáng)度的最低廉的元素，同時高碳鋼也有一定的耐磨性。高碳再加上先進(jìn)熱處理技術(shù)，
用很低的成本提高了鋼軌的強(qiáng)度、耐磨性等各項指標(biāo)，噸鋼成本只有幾千元，同時又少量或微量的合金添加相對的降低了焊接技術(shù)要求。經(jīng)濟(jì)實惠又方便焊接鋪設(shè)的鋼軌，是大規(guī)模建設(shè)高速鐵路網(wǎng)的重要條件之一。
第三，現(xiàn)代鋼軌外形尺寸、精度要求極高。漢陽造不僅強(qiáng)度、耐磨性等多個性能指標(biāo)不如現(xiàn)代鋼軌，外形上也比現(xiàn)代的差很多，當(dāng)年的漢陽造米重只有38公斤，而我國現(xiàn)在鋪設(shè)的鐵路都是用60公斤以上，部分重載鐵路甚至用75公斤級以上，就算地鐵用的也是50公斤以上，而高鐵因為速度更快，不僅需要重軌高強(qiáng)、高耐磨，更需要很高的尺寸精度，以便保持穩(wěn)定性、舒適性，而這些漢陽造根本滿足不了，當(dāng)年最快的火車時速估計都沒現(xiàn)代的地鐵快，高鐵就更不用談。這就像清朝最強(qiáng)的火槍軍隊與現(xiàn)代最牛的解放軍對比，根本沒有可比性。
第四、對于網(wǎng)友們詬病的銹跡斑斑，其實也只是感官上不那么耐用而已。鋼軌只會在初期生成一層薄薄的銹，這層銹阻止了空氣中的氧氣與鋼軌繼反應(yīng)，只要不長期泡在水里或處于潮濕環(huán)境，就不會繼續(xù)深入銹下去。即便是風(fēng)雨天，鐵軌周圍空氣流動那么好，風(fēng)雨過后馬上就變干燥，鋼軌又抗氧化了。而且鋼軌的外形各部位都很厚重，不像冷軋薄板一樣，時間長了厚度減薄率大，影響了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，就算幾十年過去了鋼軌依然保持它的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。我們的鋼軌報廢多數(shù)情況下都是因為彎道等特殊路段磨損過大、或者通過總質(zhì)量達(dá)到13億～17億噸而報廢。一般的客運直道路段，鋼軌壽命能達(dá)到50年，平時只需要對與車輪接觸而磨損較大的軌頭表面做定期修磨維護(hù)就行。
三、為什么高鐵鋼軌不用不銹鋼？
根據(jù)上面內(nèi)容，高鐵鋼軌銹蝕影響并不大，就算是沿海地區(qū)受海洋氣候的影響，或者海水鹽分加快鋼鐵腐蝕，我們還有加了微量合金的耐腐蝕更好、也易于焊接的U68CuCr這樣的高碳低合金耐候鋼軌。而不銹鋼做鋼軌，只有添加大量的鉻、鎳等合金才能達(dá)到高強(qiáng)、高耐磨的要求，這么厚重的尺寸焊接難度非常大，這比漢陽造、耐候鋼軌焊接難度更大。而且這還不是最重要的原因，重要的是不銹鋼太貴，特別是同等強(qiáng)度、耐磨性的高鉻不銹鋼，是鋼軌價格的數(shù)倍。這就像去南極科考，本來只需要穿一套オ幾千塊防寒、防風(fēng)、透氣保暖服裝就可以，卻非要穿上重100多公斤、造價數(shù)千萬美元的艙外航天服，看著是很好看有科技感，但又貴又不方便，甚至根本不能用。
鋼鐵是國家建設(shè)發(fā)展的脊梁，工業(yè)、科技、基建、民生的發(fā)展離不開鋼鐵，同時基建等各行各業(yè)的發(fā)展也對鋼鐵提出了更高的要求。
2020年，世界首座設(shè)計時速350公里單洞雙線高鐵海底隧道一汕汕鐵路汕頭灣海底隧道正式進(jìn)入實質(zhì)性施工，海底隧道的潮濕、空氣的鹽分對鋼軌耐腐蝕性要求更嚴(yán)格。而寶鋼股份高速鐵路用耐腐蝕鋼軌U68CuCr實現(xiàn)了鋼軌力學(xué)性能、焊接性能以及耐腐蝕性能的良好兼顧，解決了制約我國鐵路發(fā)展的關(guān)鍵性難題之一，成功應(yīng)用于汕頭灣高鐵海底隧道，寶鋼股份青山基地承接了全部鋼軌的生產(chǎn)。
